相对论性区域中的双绝热方程

我们重新审视双绝热演化方程，并将其推广至相对论性和超相对论性区域。我们解析求解了均匀、磁化、无碰撞等离子体的相对论性含时漂移动力学方程，获得了显式依赖于磁场和密度变化的解。在初始相对论性麦克斯韦分布的情况下，自然地得到了各向异性麦克斯韦-尤特纳分布的推广。我们计算了该含时解的矩，并获得了超相对论性情形下垂直和平行压力的演化解析表达式。我们在相对论性情形下数值求解矩方程，获得了该区域中双绝热方程的一般表达式。我们使用剪切和压缩盒的全动力学粒子模拟确认了结果。我们的发现可直接应用于相对论性粒子，包括宇宙线和正负电子对，它们存在于脉冲星风云、天体物理喷流、黑洞吸积流和范艾伦辐射带等天体物理等离子体中。